一、知能演练提升

1.(2016·四川成都中考)关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是( )

A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同

B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大

C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的

D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉

2.某同学制作了如图所示的潜艇模型,下列说法错误的是( )

A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的

B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉

C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮

D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定

3.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系,正确的是( )

A.F甲>F乙>F丙 ρ甲>ρ乙>ρ丙

B.F甲

C.F甲=F乙=F丙 ρ甲>ρ乙>ρ丙

D.F甲=F乙=F丙 ρ甲<ρ乙<ρ丙

4.小张看到鸡蛋浮在盐水上,如图所示,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉。在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是下图中的( )

5.(2017·四川自贡中考)一重为0.6 N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,如图所示,鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,则鸡蛋在甲中受到的浮力为 N,甲的密度 (选填“>”“<”或“=”)乙的密度。

6.某水上运动项目使用的长方体水上标志物,经测量其质量为100 kg、体积为0.2 m3,它的密度为 kg/m3。它漂浮在平静的水面上受到的浮力为 N。(g取10 N/kg)

7.小明将重为3 N的石块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中:石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,则石块在水中所受浮力为 N;从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的有关,若剪断图中的细线,石块将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。

8.(2016·浙江杭州中考)三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连,向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示的情况,乙球下方弹簧长度等于原长,这三个球受到浮力的大小关系是 (选填字母)。

A.F甲F乙>F丙

C.F甲=F乙=F丙

这三个球的密度大小关系是 (选填字母)。

A.ρ甲<ρ乙<ρ丙B.ρ甲>ρ乙>ρ丙

C.ρ甲=ρ乙=ρ丙

其中 (选填“甲”“乙”或“丙”)球的密度与液体密度相同。

9.老师组织学生开展用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60 g、密度为1.5×103 kg/m3的橡皮泥造一艘小船,然后把图钉或者螺母、沙粒等当“货物”装进去,看谁的小船装载的“货物”最多,最后是小华同学造的小船以装载了100 g的“货物”获胜,如图所示。(g取10 N/kg)求:

(1)这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力;

(2)小华“造”的小船装载100 g货物时受到的浮力;

(3)根据上面的计算,说一说用钢铁造的船能浮在水面上的道理。

10.某小组同学在学习了密度知识后,根据“浸入水中的铁块最终静止在容器底部、浸入水中的木块最终漂浮在水面上”的现象,猜想物块的密度可能会对它浸入水中后的最终状态有影响。于是他们用若干体积相同、密度不同的实心物块和足够的水进行实验,并将实验数据及观察到的实验现象记录在下表中:

(1)分析比较实验序号1、2和3的数据及现象,可得出的初步结论是当

时,物块最终静止在容器底部。

(2)分析比较实验序号的数据及现象,可得出的初步结论是当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时,物块最终漂浮在水面上。

(3)分析比较实验序号4、5和6的数据、现象及相关条件,可得出的初步结论是

。

(4)小明同学认为上述实验数据有限,得到的初步结论未必足以使人信服,应该用更多的实验数据进行验证,于是他决定进一步研究密度为 kg/m3的实心物块浸入水中后的最终状态,为上述结论提供最有力的证据。

第3节物体的浮沉条件及应用

一、知能演练提升

1.A 解析密度计总是漂浮在液体中,所受浮力等于自身重力,而重力不变,所受浮力大小相同,A对;轮船从长江驶入东海,始终漂浮,所受浮力等于自身重力不变,水的密度变大,则轮船浸入水的体积变小,所以吃水深度变小,B错;橡皮泥捏成小船是通过改变排开水的体积来实现漂浮的,但橡皮泥的重力不变,C错;潜水艇靠的是通过改变自身的重力来实现上浮和下沉的,D错。

2.B 解析潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,结合这个特点来对此题的模型进行分析。当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故A正确,但不符合题意;现在潜艇模型浸没于水中,向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减小,模型上浮,故B错,符合题意;向外拉注射器活塞,试管内水增加,试管内水量适当时,潜艇可能悬浮,故C正确,但不符合题意;为了保持试管稳定,潜艇模型的试管上绕些铁丝,故D正确,但不符合题意。

3.C 解析因为木棍漂浮,所以F浮=G,所以在三种液体中受到的浮力相等。又由于 F浮=ρ液gV排,V排丙>V排乙>V排甲,所以ρ丙<ρ乙<ρ甲。

4.D 解析当小张沿杯壁缓慢加入清水时,盐水密度变小,在鸡蛋未完全进入盐水中前,鸡蛋漂浮在盐水中,此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋本身的重力,所以鸡蛋所受浮力不变。当鸡蛋完全进入盐水中后,根据F浮=ρ液gV排可知,随着盐水密度的减小,鸡蛋所受浮力逐渐减小,所以正确的选项是D。

5.解析鸡蛋在甲液体悬浮,受到甲液体的浮力F甲=G=0.6 N,鸡蛋在乙液体漂浮,受到乙液体的浮力F乙=G=0.6 N,所以F甲=F乙,根据F浮=ρ液V排g,V排甲>V排乙,所以ρ甲<ρ乙。

答案 0.6 <

6.解析 ρ==500 kg/m3;物体处于漂浮状态,受到的浮力等于其重力,所以F浮=G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N。

答案 500 1 000

7.解析在水中石块受到的浮力F浮1=G-F1=3 N-2 N=1 N,在盐水中石块受到的浮力F浮2=G-F2=3 N-1.8 N=1.2 N,由题图可以看出,石块在两种液体中都是浸没的,所以排开液体的体积一样,而浮力不同,所以是由于液体密度不同造成的。由于石块的重力大于在液体中受到的浮力,所以剪断绳子石块会下沉。

答案 1 密度下沉

8.解析已知三个实心球体积相同,则排开液体的体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,根据F浮=ρ液V排g可知,它们受到的浮力F甲= F乙= F丙。由题图可知,若没有弹簧,则在液体中,甲球将漂浮,乙球将悬浮,丙球将下沉,故ρ甲<ρ液,ρ乙=ρ液,ρ丙>ρ液,即ρ甲<ρ乙<ρ丙。

答案 C A 乙

9.解析本题考查浮力的计算及对漂浮的分析。

(1)橡皮泥的密度大于水的密度,橡皮泥直接放入水中会下沉

V排==4×10-5 m3

F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-5 m3=0.4 N。

(2)G总=G物+G船=0.1 kg×10 N/kg+0.06 kg×10 N/kg=1.6 N

小船漂浮,则F浮'=G总=1.6 N。

(3)用钢铁造的船是空心的,增大了排开水的体积,从而增大了浮力。

答案 (1)0.4 N (2)1.6 N (3)见解析

10.解析 (1)由实验序号1、2和3的数据及现象可知,实心物块A、B、C的密度都大于水的密度,并且都最终静止在容器底部,因而可得出的初步结论是当浸入水中的实心物块的密度大于水的密度时,物块最终静止在容器底部;(2)由实验序号4、5和6的数据及现象可知,实心物块D、E、F的密度都小于水的密度,并且都最终静止在容器底部,因而可得出的初步结论是当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时,物块最终漂浮在水面上;(3)分析比较实验序号4、5和6的数据、现象及相关条件,可得出的初步结论是最终漂浮在水面上的实心物块,密度比水小的程度越大,物块露出水面的体积也越大;(4)上述实验数据中物体的密度有大于水的也有小于水的,但没有等于水的,为了使得到的初步结论使人信服,应该用更多的实验数据进行验证,因而他应进一步研究密度为 1.0×103 kg/m3 的实心物块浸入水中后的最终状态,为上述结论提供最有力的证据。

答案 (1)浸入水中的实心物块的密度大于水的密度 (2)4、5和6 (3)最终漂浮在水面上的实心物块,密度比水小的程度越大,物块露出水面的体积也越大

(4)1.0×103

实验序号
1
2
3
4
5
6
物块
A
B
C
D
E
F
2.7×

103
2.2×

103
1.6×

103
0.8×103
0.6×

103
0.4×

103
实验现象